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11/28/2024

开发光吸收层作为串联型太阳能电池的有前途的顶部电池
– 无铟 CIS 型薄膜太阳能电池创下新的破纪录效率 –

AIST 的研究人员开发了一种技术,可提高不含稀有金属铟的宽带隙 CIS 型薄膜太阳能电池的光伏效率。
对于串联型太阳能电池来说,期望实现比目前广泛使用的太阳能电池更高的性能,开发满足“低成本”、“高性能”和“高可靠性(稳定性)”所有要素的短波长光吸收顶级电池材料一直是一个挑战。在这项研究中,我们开发了一种技术来提高具有宽带隙能量的光吸收层的质量,该技术特别适合作为CIS型化合物中的顶部电池,CIS型化合物是满足这些元素的有前途的材料组。新开发的光吸收层具有优异的稳定性,有望在未来应用于廉价、高性能、柔性的串联型太阳能电池。

能源与环境新研究成果图

07/25/2024

克服血管内治疗挑战的新型抗血栓涂层– 降低血栓形成风险和抗血小板药物 –

AIST 的一名研究人员与日本医疗初创企业孵化计划 (JMPR) 和 NB 合作Medical Corporation 开发了一种新型抗血栓涂层,用于治疗颅内动脉瘤的支架。
在与血液接触的医疗器械中,控制血栓形成是避免严重并发症的重要因素。由于血管中放置了异物,植入支架的患者始终面临血栓并发症的风险。因此,抗血小板药物是强制性的。人们已经研究了许多抗血栓涂层来降低血栓形成的风险。传统涂层的原理是通过抑制血浆蛋白的非特异性吸附来表现出抗血栓特性。然而,蛋白质吸附的抑制也意味着细胞粘附的抑制。因此,传统涂层技术虽然抗血栓形成能力提高,但细胞粘附性却相应降低。
最近,我们发现了一种具有新原理的抗血栓涂层。该技术优先捕获血液中的非凝血蛋白,从而通过阻断作用抑制支架表面的凝血反应。该技术控制而不是抑制蛋白质吸附,提供抗血栓形成特性,同时能够改善细胞粘附。改善的细胞粘附可以加速支架与血管的覆盖。支架与血管的早期覆盖意味着支架治疗的早期完成。
这项技术减少了血栓并发症的发生,而血栓并发症一直是支架治疗的一个问题。此外,它还可以缩短治疗周期,从而减少抗血小板药物的使用量,这不仅减轻了患者的负担,还有助于降低医疗费用。
这项技术的详细信息已于 2024 年 7 月 10 日发表在《科学报告》上。

生命科学与生物技术新研究成果图

10/01/2024

早期发现心血管疾病风险的指标
–同时测量肱动脉脉搏波形和心音,方便测量–

米乐m6官方网站 (AIST) 人类信息交互研究小组生理系统研究组组长菅原淳与东京医科大学心血管医学系的 Hiroshi Tomiyama 教授和高级教授 Akira Yamashina(当时在研究中)以及美国德克萨斯大学奥斯汀分校 (UT) 的 Hirofumi Tanaka 教授合作,开发了脉搏波速度(PWV;baPWV、hbPWV 和 CAVI 也归类为 PWV)。
心血管疾病 (CVD) 是日本的一个主要原因,也是一个重大的医疗负担。测量和评估动脉僵硬度是心血管疾病的一个关键因素,有助于预防此类疾病的发生。臂踝脉搏波速度(baPWV)是日本国内外广泛使用的动脉僵硬度的全身指标,在中年(50多岁左右)后显着增加。要测量 baPWV,患者必须躺下,并将血压袖带缠绕在上臂和脚踝上。
相比之下,本研究中研究的心臂脉搏波速度 (hbPWV) 反映了近端主动脉的硬度。由于近端主动脉僵硬度随着年龄的增长而线性增加,最早从 30 多岁开始,因此评估 hbPWV 可能比 baPWV 更早、更准确地检测 CVD 风险。此外,通过同时测量心音和肱动脉脉搏波形计算出的 hbPWV 可以在坐姿下测量,类似于测量肱动脉血压的方式,从而减轻患者和医疗保健专业人员的负担。
hbPWV 测量算法可以集成到点臂血压计甚至家用血压计中。这将增加测量动脉僵硬度指数的机会,并为早期发现 CVD 风险提供更多机会。
这项技术的详细信息发表于高血压研究2024 年 8 月 1 日。

信息技术与人的因素新研究成果图

11/06/2024

甲酸,一种高压氢源,由二氧化碳再生
– 由回收的二氧化碳和氢气直接合成 –

AIST 的一位研究人员与筑波大学合作,开发了一种从二氧化碳和氢气直接合成甲酸的高效方法。
甲酸作为有前途的氢载体之一引起了人们的广泛关注。在该方法中,首先在碱性条件下由二氧化碳和氢气生成甲酸作为稳定的“甲酸盐”,然后通过酸处理将“甲酸盐”转化为甲酸。然而,这些方法涉及多个步骤来管理产生的热量并去除副产物,导致生产成本高昂,从而使氢气的经济高效供应变得复杂。
在这项研究中,我们开发了一种简单有效的方法,使用铱催化剂在六氟异丙醇 (HFIP) 中从二氧化碳和氢气直接合成甲酸。到目前为止,由于甲酸在水中快速分解成氢气和二氧化碳,使用铱催化剂的直接合成面临着挑战。相比之下,我们发现 HFIP 可以抑制甲酸分解,并使合成中的关键中间体氢化铱配合物的形成速率比水的形成速率提高四倍以上。
这一突破使得无需甲酸盐中间体即可直接生产甲酸。此外,这一成就为甲酸用作可持续氢源铺平了道路。通过与 AIST 的基于流量的高效发电系统集成(请参阅之前的新闻稿),这项创新可以加速碳中性氢存储和生产解决方案的开发。

新研究成果图

07/29/2024

土壤中痕量有害物质的检测
– 开发了一种在采样点高灵敏度检测汞的技术 –

AIST 的研究人员与坂本石灰工业有限公司合作开发了一种检测土壤中微量汞的方法。
汞和其他重金属造成的环境污染在世界范围内受到严格控制。日本为一系列汞相关参数制定了许多标准值,包括土壤汞含量和废物管理。这些措施旨在减轻与汞暴露相关的健康风险。这项新开发的技术能够利用电化学汞测量技术,使用易于携带的设备检测溶液中的汞,而无需复杂的程序。虽然电化学测量很容易受到溶液中的杂质(以下称为“异物”)干扰测量,但独特的数据处理和分析使得即使在含有大量异物的土壤测试溶液中也能确定是否含有05 ppb(ppb是十亿分之一)或更高浓度的汞。未来,我们期望开发出任何人都可以在现场使用的土壤分析系统。
这项技术的详细信息发表于纳米材料2024 年 6 月 5 日。

电子与制造新研究成果图

04/04/2024

天然气水合物区域海底甲烷动力学评估
– 需氧和厌氧甲烷氧化菌的共存是甲烷消耗的关键 –

2020 年,AIST 研究人员通过化学和微生物分析,结合稳定同位素示踪剂实验,对从山形县坂田市(甲烷水合物分布地)海底收集的沉积物进行了估计,估算了微生物介导的甲烷消耗率。他们还发现,在海底以下的氧化还原过渡区,需要氧气生长的甲烷氧化微生物(需氧甲烷氧化菌)和不需要氧气的微生物(厌氧甲烷氧化菌)代谢活跃并消耗甲烷。这些发现有助于准确了解海底甲烷的预算。

日本地质调查局新研究成果图

09/04/2024

照明空间照度评估的救星
– LED解决了照度计校准所必需的发光强度标准灯的中断问题–

米乐m6官方网站 (AIST) 和日亚化学株式会社开发了一种发光二极管 (LED) 光源,通过再现国际照明委员会 (CIE) 定义的白炽灯标准光谱来取代现有的发光强度标准灯。
生活和工作空间的舒适照明水平通过照度计进行评估。照度计(照度传感器)是常见的测量仪器,被集成到智能手机中并用于调暗显示屏等。出于安全原因,2020 年 4 月之后销售的新车必须配备自动头灯,以避免黄昏时没有灯光。该系统具有当环境光强度低于 1000 lx 时自动打开大灯的功能。为了从安全管理的角度正确使用照度计,准确测量和控制照度非常重要,例如,对其进行可追溯至国家测量标准的校准。
制造商和测试实验室使用“发光强度标准灯”校准照度计,“发光强度标准灯”是经过校准可追溯至国家测量标准的白炽灯。然而,全球范围内已不再生产白炽灯,由于这种淘汰,停产的发光强度标准灯已成为全球关注的问题。
对此,AIST 和 Nichia Corporation 开发了一种光源(光源 A 标准 LED),该光源使用 LED 提供标准光谱(CIE 标准光源 A)。光源A标准LED不仅满足照度计校准所需的光谱和照度值规范,而且通过LED封装适当的老化工艺,将老化率提高至发光强度标准灯的1/20左右。因此,预计将延长重新校准周期并改善制造商和测试实验室的测量不确定度。
这项技术的详细信息发表于测量2024 年 8 月 16 日。

新开发的辐射剂量计

03/06/2024

成功演示用于大规模量子计算机系统中量子位控制的超导电路
– 每根电缆的量子位控制信号密度可能增加约 1,000 倍 –

为了支持大规模超导量子计算机的开发,日本最大的公共研究机构之一的米乐m6官方网站 (AIST) 的研究人员与横滨国立大学、东北大学和 NEC 公司合作,提出并成功演示了一种可以在低温下控制多个量子位的超导电路。
要实现实用的量子计算机,需要控制在低温下运行的大量量子位(多达一百万个)的状态。在量子计算机中,用于控制量子位的微波信号是在室温下产生的,并通过不同的电缆在低温下单独传输到量子位。这导致室温和低温之间存在大量电缆,并将可控量子位的数量限制在大约 1,000 个。
在这项研究中,在液氦中 42 K 的概念验证实验中成功演示了一种超导电路,该电路可以使用微波复用通过单根电缆控制多个量子位。该电路有潜力将每根电缆的微波信号密度增加约 1,000 倍,从而显着增加可控量子位的数量,并有助于大规模量子计算机的发展。
以上结果将于伦敦时间6月3日上午10点在《npj量子信息》上发表。

传统量子位控制与建议量子位控制之间的比较

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